C#基礎(chǔ)之異步調(diào)用實例教程
本文實例形式展示了C#中異步調(diào)用的實現(xiàn)方法,并對其原理進行了較為深入的分析,現(xiàn)以教程的方式分享給大家供大家參考之用。具體如下:
首先我們來看一個簡單的例子:
小明在燒水,等水燒開以后,將開水灌入熱水瓶,然后開始整理家務(wù)
小文在燒水,在燒水的過程中整理家務(wù),等水燒開以后,放下手中的家務(wù)活,將開水灌入熱水瓶,然后繼續(xù)整理家務(wù)
這也是日常生活中很常見的情形,小文的辦事效率明顯要高于小明。從C#程序執(zhí)行的角度考慮,小明使用的同步處理方式,而小文則使用的異步處理方式。
同步處理方式下,事務(wù)是按順序一件一件處理的;而異步方式則是,將子操作從主操作中分離出來,主操作繼續(xù)進行,子操作在完成處理的時候通知主操作。
在C#中,異步通過委托來完成。請看下面的例子:
class Program { static TimeSpan Boil() { Console.WriteLine("水壺:開始燒水..."); Thread.Sleep(6000); Console.WriteLine("水壺:水已經(jīng)燒開了!"); return TimeSpan.MinValue; } delegate TimeSpan BoilingDelegate(); static void Main(string[] args) { Console.WriteLine("小文:將水壺放在爐子上"); BoilingDelegate d = new BoilingDelegate(Boil); IAsyncResult result = d.BeginInvoke(BoilingFinishedCallback, null); Console.WriteLine("小文:開始整理家務(wù)..."); for (int i = 0; i < 20; i++) { Console.WriteLine("小文:整理第{0}項家務(wù)...", i + 1); Thread.Sleep(1000); } } static void BoilingFinishedCallback(IAsyncResult result) { AsyncResult asyncResult = (AsyncResult)result; BoilingDelegate del = (BoilingDelegate)asyncResult.AsyncDelegate; del.EndInvoke(result); Console.WriteLine("小文:將熱水灌到熱水瓶"); Console.WriteLine("小文:繼續(xù)整理家務(wù)"); } }
上面的例子是一個最簡單的異步調(diào)用的例子,沒有對異步調(diào)用函數(shù)做任何參數(shù)傳遞以及返回值校驗。這個例子反映了小文燒水的流程,首先小文將水壺放在爐子上,在定義好委托以后,就使用BeginInvoke方法開始異步調(diào)用,即讓水壺開始燒水,于是小文便開始整理家務(wù)。水燒開后,C#的異步模型會觸發(fā)由BeginInvoke方法所指定的回調(diào)函數(shù),也就是水燒開后的處理邏輯由這個回調(diào)函數(shù)定義,此時小文將水灌入熱水瓶并繼續(xù)整理家務(wù)。
由此可見,在C#中實現(xiàn)異步調(diào)用其實并不復(fù)雜,首先創(chuàng)建一個異步處理函數(shù),并針對其定義一個委托;然后在調(diào)用函數(shù)的時候,使用委托的BeginInvoke方法,指定在函數(shù)處理完成時的回調(diào)函數(shù)(如果不需要對完成事件做處理,可以給null值),并指定所需的參數(shù)(如果沒有參數(shù),也可以給null值);最后在回調(diào)函數(shù)中處理完成事件。
請注意上例回調(diào)函數(shù)中的EndInvoke調(diào)用,EndInvoke會使得調(diào)用線程阻塞,直到異步函數(shù)處理完成。顯然,緊接在BeginInvoke后面的EndInvoke使用方式與同步調(diào)用等價。
EndInvoke調(diào)用的返回值也就是異步處理函數(shù)的返回值。我們把程序稍作修改,將Boil方法改成下面的形式:
static TimeSpan Boil() { DateTime begin = DateTime.Now; Console.WriteLine("水壺:開始燒水..."); Thread.Sleep(6000); Console.WriteLine("水壺:水已經(jīng)燒開了!"); return DateTime.Now - begin; }
然后將BoilingFinishedCallback改成下面的形式:
static void BoilingFinishedCallback(IAsyncResult result) { AsyncResult asyncResult = (AsyncResult)result; BoilingDelegate del = (BoilingDelegate)asyncResult.AsyncDelegate; Console.WriteLine("(燒水一共用去{0}時間)", del.EndInvoke(result)); Console.WriteLine("小文:將熱水灌到熱水瓶"); Console.WriteLine("小文:繼續(xù)整理家務(wù)"); }
那么我們就可以在EndInvoke的時候,獲得由Boil異步處理函數(shù)返回的時間值。事實上,如果定義的BoilingDelegate委托存在參數(shù)列表,那么我們也可以在BeginInvoke的時候,將所需的參數(shù)傳給異步處理函數(shù)。BeginInvoke/EndInvoke函數(shù)的簽名與定義它們的委托簽名有關(guān)。
注意:在修改后的BoilingFinishedCallback方法中,為了得到委托實例以便獲取異步處理函數(shù)的返回值,我們采用了下面的轉(zhuǎn)換:
AsyncResult asyncResult = (AsyncResult)result; BoilingDelegate del = (BoilingDelegate)asyncResult.AsyncDelegate;
這樣才能獲得調(diào)用異步處理函數(shù)的委托的實體。
.NET處理異步函數(shù)調(diào)用,事實上是通過線程來完成的。這個過程有以下幾個特點:
1.異步函數(shù)由線程完成,這個線程是.NET線程池中的線程
2.通常情況下,.NET線程池擁有500個線程(當(dāng)然這個數(shù)量可以設(shè)置),每當(dāng)調(diào)用BeginInvoke開始異步處理時,異步處理函數(shù)就由線程池中的某個線程負責(zé)執(zhí)行,而用戶無法控制具體是由哪個線程負責(zé)執(zhí)行
3.由于線程池中線程數(shù)量有限,因此當(dāng)池中線程被完全占用時,新的調(diào)用請求將使函數(shù)不得不等待空余線程的出現(xiàn)。此時,程序的效率會有所影響。
為了驗證這些特點,請看下面的程序:
class Program { delegate void MethodInvoker(); static void Foo() { int intAvailableThreads, intAvailableIoAsynThreds; ThreadPool.GetAvailableThreads(out intAvailableThreads, out intAvailableIoAsynThreds); string strMessage = String.Format(@"Is Thread Pool: {0}, Thread Id: {1} Free Threads {2}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread.ToString(), Thread.CurrentThread.GetHashCode(), intAvailableThreads); Console.WriteLine(strMessage); Thread.Sleep(10000); return; } static void CallFoo() { MethodInvoker simpleDelegate = new MethodInvoker(Foo); for (int i = 0; i < 15; i++) { simpleDelegate.BeginInvoke(null, null); } } static void Main(string[] args) { ThreadPool.SetMaxThreads(10, 10); CallFoo(); Console.ReadLine(); } }
這個程序在起始的時候?qū)⒕€程池中最大線程個數(shù)設(shè)置為10個,然后做15次異步調(diào)用,每個異步調(diào)用中都停留10秒鐘當(dāng)作處理本身所要消耗的時間。從程序的執(zhí)行我們可以看到,當(dāng)前10個異步調(diào)用完全開始以后,新的異步調(diào)用就會等待(注意:不是主線程在等待),直到線程池中有線程空閑出來。
希望本文所述對大家的C#程序設(shè)計有所幫助。
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